ENTRADA
- Presión
- Fuerza
PROCESO
El fluido es impulsado a través del sistema, a cada uno de los cilindros para entregar potencia y control a la pinza.
SALIDA
> Presión + > Fuerza
UNIVERSIDAD NORORIENTAL PRIVADA
GRAN MARISCAL DE AYACUCHO
INGENIERIA DE MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
CATEDRA: CONTROL DE PROCESOS
EL TIGRE, EDO. ANZOATEGUI
FACILITADORA: BACHILLER:
FIDELIGNA GALLO BOLÍVAR DENYREÉ C.I. 20.738.950
FINIANOS ROBERT C.I. 19.629.097
FLORES ISABELLA C.I. 20.738.199
EL TIGRE, JUNIO DE 2012
INTRODUCCIÓN
Este trabajo presenta el desarrollo de "diseño y construcción de un brazo hidráulico"
Se elabora la presente maqueta con materiales reciclables. La implementación del prototipo está basada en una perfecta teoría para luego concluir en la práctica, conociendo y manejando cada uno de los conceptos requeridos, por ejemplo conocimiento de palancas, clases y funcionamiento de los mismos, así como también los movimientos dentro del brazo, el vertical (arriba- abajo) y rotatorio (circunferencia) en el que hay que tener en cuenta un eje de giro, y velocidad.
Principalmente lo que se quiere con la construcción del Brazo Hidráulico es demostrar el principio de Pascal y a su vez las fuerzas manejadas dentro del mismo. Esta construcción se llevara a cabo con materiales reciclables: madera, jeringas, pequeñas mangueras etc.
El brazo hidráulico, está basado en el principio de pascal, por lo cual, a través, de una jeringa ejercemos presión sobre un punto, que este a su vez; transmite dicha presión a otro punto.
Por medio de este proceso, estamos generando una especie de movimiento como los que realiza un brazo humano común y corriente; con la diferencia de que nuestro brazo, es impulsado por medio de inyecciones de agua transmitidas mediante una manguera que nos permite llevar la presión realizada de un extremo a otro de la misma
El objetivo principal es hacer que el brazo tenga bastante libertad en sus movimientos, encontrando así una medida apropiada para cada una de las partes del brazo cosa de que al final sea un sistema estable.
MARCO TEÓRICO
El funcionamiento de los sistemas hidráulicos se basa en la relación existente entre área, fuerza y presión. A lo largo del tiempo se han establecido un conjunto de leyes que explican el comportamiento de los sistemas hidráulicos. Los sistemas hidráulicos se sirven de las propiedades de los fluidos para distribuir la fuerza ejercida y aplicarla en lugares específicos.
En el brazo hidráulico funciona por un sistema de flujo compensado, esto asegura que la máxima potencia disponible irá dirigida donde más se necesite este sistema permite la movilidad de los movimientos simultáneos.
Sistema Hidráulico
Cuando se trata de sistemas hidráulicos abiertos se suele utilizar una válvula selectora con la que el aceite se dirige al circuito que está trabajando, la válvula selectora corta el paso del aceite a la cargadora frontal. Se trabaja con la retroexcavadora con los sistemas hidráulico cerrado o de caudal variable no hace falta esta válvula porque entrega aceite a presión. Los cilindros hidráulicos son de doble acción para poder trabajar a plena fuerza en ambos sentidos. El aguijón se puede mover o girar de un lado a otro por un cilindro especial.
Partes del sistema hidráulico
1- Cilindro del brazo del cucharon.
2- Cilindro del aguijón.
3- Palanca de mando de la retroexcavadora.
4- Cilindro de giro del aguijón.
5-Valvula de mando de la retroexcavadora.
6- Cilindro del cucharon.
METODOLOGÍA
MATERIALES
Jeringas
Tornillos y tuercas
Chapas
Mangueras de suero
Agua
Pintura en aerosol
Tabla
Pegamento
Colorantes artificiales
PROCEDIMIENTO DE ELABORACION DE BRAZO HIDRÁULICO
Se realizo una plantilla de cartón reciclado.
Luego procedimos a hacer los cortes en compuestos de 0,2 mm (chapas).
Luego de cortar las partes, se empezó a unirlas mediante clavos y pegamentos (pega blanca).
Luego se empezaron a abrir los agujeros para colocar las jeringas.
Diseñamos la pinza con una plantilla de cartón.
Luego procedimos también a picarla y a ensamblarla mediante clavos, tornillos y tuercas milimétricas.
Luego se fijaron las jeringas de mando.
Se realizaron varios ensayos de prueba hasta coincidir con el punto exacto.
Luego se instalaron las mangueras por donde va a transportarse el fluido (agua) y se procedió a colocarle un colorante rojo el cual simula el aceite hidráulico contando así con una cantidad de 8 jeringas.
Luego se procedió a fijar en una base de compuesto de 0,5 mm para su mayor comodidad.
También se le realizo una modificación a un camión de juguete colocándole dos jeringas simulando un volteo.
Luego se pinto con aerosol amarillo y negro las partes de la maquina.
FOTOS DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DEL BRAZO HIDRÁULICO
DIAGRAMA E.P.S DEL PROTOTIPO
Set Point: es el valor que se desea que tenga nuestra variable controlada en este caso la cantidad de presión (1 Bar).
Variable Controlada: es la variable que se debe mantener en un valor determinado por el proceso, deseado por el operario, en este caso la cantidad de presión viene a ser nuestra variable controlada.
Variable Manipulada: es la variable que se utiliza para mantener a la variable controlada en el punto de control (Set Point), en nuestro proyecto nuestra variable manipulada vendría siendo el flujo de agua el cual es manipulado para ejercer la presión en el sistema.
Perturbaciones:
Baja presión debido a una fuga.
Que un pasador se desplome.
Exceso de límite de fuerza de su capacidad.
Agrietamiento en el sistema
Deformación del brazo.
FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA DEL PROTOTIPO (MODELO MATEMÁTICO)
Se tiene un brazo hidráulico en donde la variable de entrada F(S)=6S+1; m=1; B=29; K=100. Determinar el desplazamiento realizado en este dispositivo a los (3 seg) cuya perturbación se presento debido a una perturbación producida por una función t.
Z(S)F(S)=1mS2+BS+K
tn=n!Sn+1=1S1+1=1S2
ZS=1S2+29S+1006S+11S2
Z(S)=6S+1S2+29S+100S2
Z(S)=6S+1S+4(S+25)S2=A11S+4+A22S2+A21S+A31S+25
A11=6S+1(S+25)S2 S=-4 6-4+1-4+25-42=-23336
A22=6S+1(S+4)(S+25) S=0 60+1(0+4)0+25=1100
A31=6S+1(S+4)S2 S=-25 6-25+1-25+4-252=-149-13125=14913125
A21=dds6S+1S2+29S+100S=0
A21=6S2+29S+100-6S+12S+29S2+29S+1002S=0
A21=6(0)2+29(0)+100-6(0)+12(0)+29(0)2+29(0)+1002
A21=600-291002
A21=57110000
Zt=-23/336S+4+1/100S2+571/10000S+149/13125S+25
Zt= -23336 e-4t+1100t+57110000+14913125e-25t
Z(3seg)= -23336 e-43+1100(3)+57110000+14913125e-25(3)
Z(3seg)= -23336 e-12+3100+57110000+14913125e-75
Z3seg=0,087m
El desplazamiento de nuestro dispositivo a los 3 seg es de 0,087m.
CONCLUSIONES
Muchos equipos como excavadoras, pala, elevador poseen un sistema hidráulico y todos funcionan en base al mismo principio, de aquí la importancia de este proyecto que permite explicar su funcionamiento llegando a una serie de conclusiones:
Los sistemas hidráulicos funcionan en base al principio de Pascal que establece que: La presión ejercida a un fluido en reposo dentro de un recipiente se transmite sin alteración a cualquier punto del fluido, siendo el mismo en todas las direcciones y actúa a través de fuerzas perpendiculares a las paredes del recipiente que lo contiene.
Un sistema hidráulico constituye un método relativamente simple de aplicar grandes fuerzas que se pueden regular y dirigir de la forma más conveniente.
Lo que hace importante a los sistemas hidráulicos es la facilidad de poder controlar el aumento y disminución de la fuerza aplicada, es por esto que son tan indispensables en el funcionamiento eficaz de una máquina.
ENTRADA
- Presión
- Fuerza
PROCESO
El fluido es impulsado a través del sistema, a cada uno de los cilindros para entregar potencia y control a la pinza.
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